Первый молекулярный компьютер, собранный из 74 цепочек ДНК, уже извлекает квадратные корни.

Биохимическая схема на основе ДНК


Ученые давно пытаются реализовать на молекулярном уровне крошечные устройства. Органические двигатели, транзисторы, переключатели и другие устройства могут стать комплектующими, из которых будут изготавливаться биологические устройства для борьбы с различными заболеваниями или для выполнения других действий внутри человеческого организма. Группа исследователей из Калифорнии объявила о том, что им удалось сделать очень большой и важный шаг в вышеупомянутом направлении. В одном из экспериментов, соединим в определенной последовательности между собой 74 цепочки ДНК, им удалось создать элемент схемы биологического компьютера, способный вычислять значение квадратного корня из заданного числа.

В настоящее время созданная схема является самой большой биохимической схемой, когда-либо сделанной учеными. "Дальнейшая разработка подобных схем может стать основой для создания новых типов диагностических тестов и биологических датчиков, способных выполнять свои функции прямо внутри организма человека и не оказывать на организм при этом никакого влияния" - рассказывает Эрик Винфри (Erik Winfree), профессор Калифорнийского технологического института и один из соавторов данных исследований.

Для создания биохимической схемы Винфри и аспирант Лулу Киэн (Lulu Qian) использовали короткие цепочки ДНК для создания ряда логических элементов, триггеров, которые меняют свое состояние при контакте с другой молекулой. В компьютерных чипах триггеры состоят из нескольких электронных транзисторов, которые соединены между собой в соответствии со схемой на кремниевом чипе. Винфри и Киэн создали свои "транзисторы" в пробирке. "Работа нашего триггера, основанного на ДНК, несколько походит на работу транзисторного элемента. Существует только отличие, наше биохимическое устройство реагирует на второй фактор - на концентрацию молекул определенного типа".

Цепочки ДНК, соединенные в схему, могут вычислять квадратный корень числа до 15, при этом результат приводится к ближайшему целому числу. Даже при такой простоте вычислений, с которой может сравниться разве что использование логарифмической линейки, для работы "молекулярного" калькулятора требуется очень, очень много времени. Поскольку в работе используется ряд медленных реакций, время срабатывания каждого элемента схемы находится в диапазоне от 30 до 60 минут, а полная операция по извлечению квадратного корня занимает около 10 часов времени.

Эрик Винфри утверждает, что в их работе скорость и точность это не самое важное. Самым важным он считает разработку правильной и работоспособной структуры элементов биохимических схем из которых в дальнейшем будут создаваться более сложные и быстрые устройства. Винфри и его коллеги создали первые образцы подобных схем в 2006 году, с того времени им удалось весьма значительно упростить виды связей между элементами, что в дальнейшем позволило без ограничений увеличивать количество элементов в схеме. Другие эксперты и ученые из этой области выразили бурный восторг результатами экспериментов Винфри, которые, по их словам, открыли перед ними новое широкое поле деятельности.




Ключевые слова:
Молекула, Цепочка, ДНК, Схема, Биохимия, Процессор, Транзистор, Триггер, Вычисление, Значение, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые превратили живые клетки в программируемые биокомпьютеры
  • Созданы бактерии, способные производить деление, вычислять логарифмы и извл ...
  • Живые клетки научились выполнять логические и арифметические операции.
  • Ученые создали базовые логические элементы из бактерий и ДНК.
  • Электронные схемы из углеродных нанотрубок – прямой путь к созданию более б ...




  • 6 июня 2011 12:44
    #1 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    А нам все не в домек что сами сколотили гроб am
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.